中红外波段（3-5微米）是热红外遥感技术体系中的重要组成部分，利用其对高温目标的热辐射敏感特性，可穿透云雾实现昼夜连续观测。该波段通过探测地表物体自发辐射能量差异，广泛应用于城市热岛效应定量分析、森林火灾火点识别、火山活动监测等领域。技术上依托锑化铟、碲镉汞等传感器实现数据采集，结合温度与发射率分离算法提升反演精度，在卫星遥感与机载平台中形成多尺度观测能力。

中红外波段位于大气窗口3-5微米区间，在热红外波段中具有独特的光谱响应特性。该波段可捕捉物体自身热辐射，其辐射峰值温度对应范围覆盖常见高温目标（如森林火焰、火山熔岩）的典型温度区间。相较于长波红外（8-14微米），中红外对瞬态高温事件具有更高灵敏度和更清晰的边界辨识能力。

传感器层面，锑化铟（InSb）和碲镉汞（HgCdTe）是主要探测材料，工作温度需冷却至77K以下以获得最佳性能。这类传感器在卫星载荷中集成时，空间分辨率可达百米级，时间分辨率优于12小时。

通过MWIR波段获取建筑群热辐射特征，结合多时相数据可定量分析热岛强度时空演变。该波段能有效区分人工结构与自然地表的热特性差异，为城市规划提供热环境评估依据。

中红外对阴燃火（300-500K）具有独特探测优势，可穿透烟雾识别隐火区域。卫星监测系统中，3.7-4.1μm通道常用于火点自动识别算法，结合可见光波段实现火场面积估算。

活火山喷发前的地热异常在MWIR波段呈现显著辐射增强，通过辐射亮度温度阈值法可预警火山活动。典型应用包括监测火山口熔岩湖热辐射通量变化，以及火山灰扩散过程中的热羽流追踪。

在军事领域用于飞机引擎羽流探测，环境监测中识别油气管道泄漏引起的热异常，工业场景中监测地表热异常等。2023年研究成果表明，该波段还可用于石油烃污染光谱特征提取。

热红外高光谱遥感领域，针对中红外波段开发了迭代光谱平滑法（ISSTES），可将温度反演误差控制在1K以内。光谱平衡自动反演法（ISAC）通过建立大气校正与温谱分离的耦合模型，提升了3-5μm数据的地表温度反演精度。

在数据处理层面，分辨率退化光谱平滑度算法（RDSS）有效抑制了中红外通道的随机噪声，使信噪比提升40%以上。2023年提出的逐步细化求精法（SRTES）进一步优化了发射率光谱反演流程，在火山监测场景中验证其光谱拟合误差小于0.015。

星载传感器方面，新一代高光谱热红外载荷通过通道优选策略，在3-5μm区间设置12个细分波段，兼顾温度敏感性与光谱分辨率。机载系统则采用推扫式成像机制，实现5米级空间分辨率的城市热环境精细测绘。